JP6210548B2 - Surface emitting laser element, laser element array, light source and optical module - Google Patents

Surface emitting laser element, laser element array, light source and optical module Download PDF

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Description

本発明は、面発光レーザ素子、レーザ素子アレイ、光源および光モジュールに関する。   The present invention relates to a surface emitting laser element, a laser element array, a light source, and an optical module.

従来、上側反射層の直上にコンタクト層を有する面発光レーザ素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１ ２００９−２５２７５８号公報 Conventionally, a surface emitting laser element having a contact layer directly on an upper reflective layer is known (see, for example, Patent Document 1).
Patent Document 1 2009-252758

上側反射層の材料として半導体材料を用いる場合は、上側反射層の直上にコンタクト層を形成することができる。しかしながら、上側反射層の材料として誘電体材料を用いる場合、誘電体材料は電気伝導率が低いので、上側反射層の直上にコンタクト層を形成することができない。そこで、上側反射層の下にコンタクト層を設ける構成が考えられる。また、電流拡散を目的として、コンタクト層の下方に電流拡散層を設ける構成が考えられる。   When a semiconductor material is used as the material of the upper reflective layer, a contact layer can be formed immediately above the upper reflective layer. However, when a dielectric material is used as the material of the upper reflective layer, the dielectric material has a low electrical conductivity, and thus a contact layer cannot be formed immediately above the upper reflective layer. Therefore, a configuration in which a contact layer is provided under the upper reflective layer is conceivable. For the purpose of current diffusion, a configuration in which a current diffusion layer is provided below the contact layer is conceivable.

しかし、面発光レーザ素子を構成する層の中でも、電流拡散層およびコンタクト層は他の層と比較して吸光度が大きい。そこで、電流拡散層およびコンタクト層によるレーザ光の吸収を避けることを目的として、電流拡散層およびコンタクト層はそれぞれレーザ光の定在波の節の位置に配置されるよう設計される。つまり、発振波長をλとする場合に、電流拡散層とコンタクト層間の光路長がλ／２となるように、面発光レーザ素子は設計される。   However, among the layers constituting the surface emitting laser element, the current diffusion layer and the contact layer have higher absorbance than the other layers. Therefore, in order to avoid absorption of laser light by the current diffusion layer and the contact layer, the current diffusion layer and the contact layer are each designed to be disposed at the position of the standing wave node of the laser light. That is, when the oscillation wavelength is λ, the surface emitting laser element is designed so that the optical path length between the current diffusion layer and the contact layer is λ / 2.

上記のとおり、電流拡散層とコンタクト層との間の光路長をλ／２とする制約があるので、電流拡散層とコンタクト層の間の光路長を任意に短くすることはできない。このことは、面発光レーザ素子の共振器長を短くする上での制約となる。一方で、面発光レーザ素子の応答速度は共振器長に依存するので、例えば、１０Ｇｂｐｓ以上のような高速変調で用いられる面発光レーザ素子の場合は、特に共振器長を短くするという要求がある。   As described above, since there is a restriction that the optical path length between the current diffusion layer and the contact layer is λ / 2, the optical path length between the current diffusion layer and the contact layer cannot be arbitrarily shortened. This is a limitation in shortening the cavity length of the surface emitting laser element. On the other hand, since the response speed of the surface emitting laser element depends on the resonator length, for example, in the case of a surface emitting laser element used in high-speed modulation such as 10 Gbps or more, there is a demand for shortening the resonator length in particular. .

本発明の第１の態様においては、ベース基板の上方に積層され、互いに光を反射する下側反射層および上側反射層と、下側反射層および上側反射層の間に設けられた活性層と、活性層および上側反射層の間に設けられた電流拡散層と、最下面の位置が上側反射層の最下面の位置から電流拡散層の最上面の位置までのいずれかの位置となるように、または、最下面の位置が上部反射層の最下面より上方であり上部反射層の周囲に、設けられたコンタクト層とを備え、下側反射層と上側反射層の最下面との間におけるメサポストを含む領域に共振領域が形成され、上側反射層の最下面の少なくとも一部に対応する共振領域におけるコンタクト層の吸光度は、共振領域以外におけるコンタクト層の吸光度よりも小さい面発光レーザ素子を提供する。   In the first aspect of the present invention, a lower reflective layer and an upper reflective layer that are stacked above the base substrate and reflect light from each other, and an active layer provided between the lower reflective layer and the upper reflective layer, The current diffusion layer provided between the active layer and the upper reflective layer and the position of the lowermost surface are any position from the position of the lowermost surface of the upper reflective layer to the position of the uppermost surface of the current diffusion layer Or a mesa post having a lowermost surface above the lowermost surface of the upper reflective layer, and a contact layer provided around the upper reflective layer, between the lower reflective layer and the lowermost surface of the upper reflective layer A surface-emitting laser device is provided in which a resonance region is formed in a region including the contact layer, and the absorbance of the contact layer in the resonance region corresponding to at least a part of the lowermost surface of the upper reflective layer is smaller than the absorbance of the contact layer outside the resonance region .

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。   It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention.

本発明の第１の実施形態に係る面発光レーザ素子１００の断面図を示す。1 is a sectional view of a surface emitting laser element 100 according to a first embodiment of the present invention. 面発光レーザ素子１００における、スペーサ層１１０および上側反射層１１２の変形例である。This is a modification of the spacer layer 110 and the upper reflective layer 112 in the surface emitting laser element 100. 上側反射層１１２の他の変形例を示す。Another modification of the upper reflective layer 112 is shown. 図３のスペーサ層１０８より上の各層の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of each layer above the spacer layer 108 in FIG. 3. 面発光レーザ素子１００の他の構成例を示す。Another configuration example of the surface emitting laser element 100 is shown. 面発光レーザ素子１００の他の構成例を示す。Another configuration example of the surface emitting laser element 100 is shown. 面発光レーザ素子１００の他の構成例を示す。Another configuration example of the surface emitting laser element 100 is shown. 図７における上側反射層１１２およびコンタクト層１１１の変形例を示す。A modification of the upper reflective layer 112 and the contact layer 111 in FIG. 7 is shown. 面発光レーザ素子１００に中間反射層８０１を用いた他の構成例を示す。Another configuration example in which the intermediate reflection layer 801 is used in the surface emitting laser element 100 will be described. 面発光レーザ素子１００に中間反射層８０２を用いた他の構成例を示す。Another configuration example in which the intermediate reflection layer 802 is used in the surface emitting laser element 100 will be described. 面発光レーザ素子１００の他の構成例を示す。Another configuration example of the surface emitting laser element 100 is shown. 本発明の第２の実施形態に係る一次元レーザ素子アレイ１１０４および光源１１００を示す。The one-dimensional laser element array 1104 and the light source 1100 which concern on the 2nd Embodiment of this invention are shown. 本発明の第２の実施形態に係る二次元レーザ素子アレイ１２０４および光源１１００を示す。2D shows a two-dimensional laser element array 1204 and a light source 1100 according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第３の実施形態に係る光モジュール１３００を示す。The optical module 1300 which concerns on the 3rd Embodiment of this invention is shown. 光モジュール１３００の他の例を示す。Another example of the optical module 1300 is shown. 本発明の第４の実施形態に係る光通信システム１５００を示す。10 shows an optical communication system 1500 according to a fourth embodiment of the present invention.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

なお、説明の便宜上、ベース基板１０１の表面と垂直な方向において、ベース基板１０１の表面から離れる方向を上とし、ベース基板１０１の表面に近づく方向を下と称する。また、面発光レーザ素子１００の各層においてベース基板１０１の表面と平行な面のうち、ベース基板１０１の表面から遠い面を上面、ベース基板１０１の表面に近い面を下面と称する。   For convenience of explanation, in a direction perpendicular to the surface of the base substrate 101, a direction away from the surface of the base substrate 101 is referred to as “up”, and a direction approaching the surface of the base substrate 101 is referred to as “down”. Of the surfaces parallel to the surface of the base substrate 101 in each layer of the surface emitting laser element 100, a surface far from the surface of the base substrate 101 is referred to as an upper surface, and a surface close to the surface of the base substrate 101 is referred to as a lower surface.

図１は、本発明の第１の実施形態に係る面発光レーザ素子１００の断面を示す。面発光レーザ素子１００は、ベース基板１０１、下側反射層１０２、下側電極１０３、下側クラッド層１０４、活性層１０５、上側クラッド層１０６、電流狭窄層１０７、スペーサ層１０８、電流拡散層１０９、スペーサ層１１０、コンタクト層１１１、上側反射層１１２、および上側電極１１５を備える。また、面発光レーザ素子１００は、下側反射層１０２および上側反射層１１２に挟まれた領域に共振領域１１３を有する。   FIG. 1 shows a cross section of a surface emitting laser element 100 according to a first embodiment of the present invention. The surface emitting laser element 100 includes a base substrate 101, a lower reflective layer 102, a lower electrode 103, a lower clad layer 104, an active layer 105, an upper clad layer 106, a current confinement layer 107, a spacer layer 108, and a current diffusion layer 109. , Spacer layer 110, contact layer 111, upper reflective layer 112, and upper electrode 115. Further, the surface emitting laser element 100 has a resonance region 113 in a region sandwiched between the lower reflective layer 102 and the upper reflective layer 112.

なお、本明細書において共振領域１１３とは、下側反射層１０２と上側反射層１１２の最下面との間におけるメサポスト１１７を含む領域を意味する。なお、本明細書においてメサポスト１１７とは、活性層を含むように形成された柱状の構造を指し、第１の実施形態においては下側クラッド層１０４からコンタクト層１１１までの積層構造のことを言う。   In this specification, the resonance region 113 means a region including the mesa post 117 between the lower reflective layer 102 and the lowermost surface of the upper reflective layer 112. In this specification, the mesa post 117 refers to a columnar structure formed to include an active layer, and in the first embodiment, refers to a stacked structure from the lower cladding layer 104 to the contact layer 111. .

面発光レーザ素子１００は、コンタクト層１１１に貫通開口１１４を有する。当該貫通開口１１４には、上側反射層１１２が設けられる。これにより、上側反射層１１２は、スペーサ層１１０に接する。つまり、共振領域１１３において、コンタクト層１１１が存在しなくなる。よって、レーザ光がコンタクト層１１１で吸収されることを防ぐことができる。これにより、電流拡散層１０９とコンタクト層１１１との間における光路長の制約をなくすことができる。   The surface emitting laser element 100 has a through opening 114 in the contact layer 111. An upper reflective layer 112 is provided in the through opening 114. Thereby, the upper reflective layer 112 is in contact with the spacer layer 110. That is, the contact layer 111 does not exist in the resonance region 113. Therefore, the laser beam can be prevented from being absorbed by the contact layer 111. Thereby, the restriction on the optical path length between the current diffusion layer 109 and the contact layer 111 can be eliminated.

ベース基板１０１は、例えばＧａＡｓの半導体基板である。ベース基板１０１上には、下側反射層１０２が形成される。下側反射層１０２の直上であって下側クラッド層１０４が設けられる領域以外の領域に、下側電極１０３が形成される。下側反射層１０２が半導体基板である場合、下側反射層１０２は下側電極１０３のコンタクト層としても機能する。なお、下側電極１０３は、例えばＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ等の金属である。また、ベース基板１０１および下側反射層１０２がともに半導体材料である場合、ベース基板１０１の下側に下側電極１０３を形成してもよい。つまり、いわゆる裏面電極を形成してもよい。裏面電極を形成することにより、ベース基板１０１と下側電極１０３との接触面積を広くすることができる。したがって、ベース基板１０１と下側電極１０３との接触抵抗を下げることができる。   The base substrate 101 is, for example, a GaAs semiconductor substrate. A lower reflective layer 102 is formed on the base substrate 101. The lower electrode 103 is formed in a region immediately above the lower reflective layer 102 and in a region other than the region where the lower cladding layer 104 is provided. When the lower reflective layer 102 is a semiconductor substrate, the lower reflective layer 102 also functions as a contact layer for the lower electrode 103. The lower electrode 103 is a metal such as AuGeNi / Au, for example. When both the base substrate 101 and the lower reflective layer 102 are made of a semiconductor material, the lower electrode 103 may be formed on the lower side of the base substrate 101. That is, a so-called back electrode may be formed. By forming the back electrode, the contact area between the base substrate 101 and the lower electrode 103 can be increased. Therefore, the contact resistance between the base substrate 101 and the lower electrode 103 can be reduced.

また、下側反射層１０２と下側クラッド層１０４との間にコンタクト層を別途設けてもよい。この場合は、下側反射層１０２を誘電体材料で形成することもできるので、簡易な装置を用いて、かつ、半導体材料を用いる場合に比べて安価に下側反射層１０２を形成することができる。さらにまた、下側反射層１０２と当該コンタクト層との間に第１の追加スペーサ層を設けてもよい。当該第１の追加スペーサ層に加えて、当該コンタクト層と下側クラッド層１０４との間に、下から順に、第２の追加スペーサ層および反射層を設けてもよい。なお、下から順に、下側反射層１０２、第１の追加スペーサ層、コンタクト層、第２の追加スペーサ層、反射層および下側クラッド層１０４の構成した場合において、第２の追加スペーサ層は省略してもよい。   Further, a contact layer may be separately provided between the lower reflective layer 102 and the lower clad layer 104. In this case, since the lower reflective layer 102 can also be formed of a dielectric material, it is possible to form the lower reflective layer 102 at a lower cost by using a simple device and using a semiconductor material. it can. Furthermore, a first additional spacer layer may be provided between the lower reflective layer 102 and the contact layer. In addition to the first additional spacer layer, a second additional spacer layer and a reflective layer may be provided in order from the bottom between the contact layer and the lower cladding layer 104. Note that, in order from the bottom, when the lower reflective layer 102, the first additional spacer layer, the contact layer, the second additional spacer layer, the reflective layer, and the lower cladding layer 104 are configured, the second additional spacer layer is May be omitted.

下側反射層１０２および上側反射層１１２は、共振領域１１３で生じる内部光の少なくとも一部を互いに反射させることで内部光を共振させる。共振領域１１３において、内部光は共振され、レーザ光として出力される。下側反射層１０２および上側反射層１１２は、屈折率の異なる複数の半導体層または誘電体層が繰り返し積層して形成される。例えば、下側反射層１０２は、ＡｌＡｓ層およびＧａＡｓ層が繰り返し積層される。また、例えば、上側反射層１１２は、ＳｉＮ層およびＳｉＯ２層が繰り返し積層される。この場合、各層の厚さをレーザ光の波長λに対し、光学長がλ／４程度に形成することで、反射率を高めることができる。 The lower reflective layer 102 and the upper reflective layer 112 resonate the internal light by reflecting at least part of the internal light generated in the resonance region 113 to each other. In the resonance region 113, the internal light is resonated and output as laser light. The lower reflective layer 102 and the upper reflective layer 112 are formed by repeatedly laminating a plurality of semiconductor layers or dielectric layers having different refractive indexes. For example, in the lower reflective layer 102, an AlAs layer and a GaAs layer are repeatedly stacked. For example, the upper reflective layer 112 is formed by repeatedly stacking a SiN layer and a SiO 2 layer. In this case, the reflectance can be increased by forming the thickness of each layer so that the optical length is about λ / 4 with respect to the wavelength λ of the laser beam.

下側反射層１０２上に下側クラッド層１０４が形成される。また、下側クラッド層１０４の上に活性層１０５が形成される。下側クラッド層１０４を通じて、活性層１０５に電子もしくは正孔が注入される。下側クラッド層１０４は、ＩＩＩ族−Ｖ族半導体を含んでよい。本例では、下側クラッド層１０４から、活性層１０５に電子が注入される。例えば、下側クラッド層１０４は、ＧａＡｓ層にシリコン等のｎ型ドーパントをドープして形成される。   A lower clad layer 104 is formed on the lower reflective layer 102. An active layer 105 is formed on the lower cladding layer 104. Electrons or holes are injected into the active layer 105 through the lower cladding layer 104. The lower cladding layer 104 may include a group III-V semiconductor. In this example, electrons are injected from the lower clad layer 104 into the active layer 105. For example, the lower cladding layer 104 is formed by doping an n-type dopant such as silicon into a GaAs layer.

活性層１０５は、注入される電流の量に応じて光を生成する。活性層１０５は、ＩＩＩ族−Ｖ族半導体を含んでよい。例えば、活性層１０５は、ＧａＩｎＮＡｓ層およびＧａＡｓ層を繰り返し積層した量子井戸構造を有する。   The active layer 105 generates light according to the amount of current injected. The active layer 105 may include a group III-V semiconductor. For example, the active layer 105 has a quantum well structure in which a GaInNAs layer and a GaAs layer are repeatedly stacked.

上側クラッド層１０６は、活性層１０５上に形成される。上側クラッド層１０６を通じて、活性層１０５に正孔もしくは電子が注入される。上側クラッド層１０６は、ＩＩＩ族−Ｖ族半導体を含んでよい。本例では、上側クラッド層１０６から、活性層１０５に正孔が注入される。例えば、上側クラッド層１０６は、ＧａＡｓ層に炭素等のｐ型ドーパントをドープして形成される。   The upper cladding layer 106 is formed on the active layer 105. Holes or electrons are injected into the active layer 105 through the upper cladding layer 106. The upper cladding layer 106 may include a group III-V semiconductor. In this example, holes are injected from the upper cladding layer 106 into the active layer 105. For example, the upper cladding layer 106 is formed by doping a GaAs layer with a p-type dopant such as carbon.

電流狭窄層１０７は、活性層１０５と上側反射層１１２との間であって、上側クラッド層１０６の上に形成される。電流狭窄層１０７は、電流拡散層１０９から活性層１０５へと流れる電流を狭窄する。電流狭窄層１０７は、例えばＡｌＡｓ等のＡｌ含有層を酸化した酸化層を有する。当該酸化層は、ベース基板１０１の表面と平行な面における中央部分において、非酸化部分を有する。酸化層中の非酸化部分は、酸化層中の非酸化部分以外の部分よりも抵抗が低い。したがって、電流は当該非酸化部分を通る。よって、非酸化部分は電流にとっての開口となる。当該開口は共振領域１１３内に形成される。当該開口を介して、活性層１０５に電流が供給される。   The current confinement layer 107 is formed on the upper clad layer 106 between the active layer 105 and the upper reflective layer 112. The current confinement layer 107 constricts the current flowing from the current diffusion layer 109 to the active layer 105. The current confinement layer 107 has an oxide layer obtained by oxidizing an Al-containing layer such as AlAs. The oxide layer has a non-oxidized portion at a central portion in a plane parallel to the surface of the base substrate 101. The non-oxidized portion in the oxide layer has a lower resistance than the portion other than the non-oxidized portion in the oxide layer. Thus, current passes through the non-oxidized portion. Thus, the non-oxidized portion becomes an opening for current. The opening is formed in the resonance region 113. A current is supplied to the active layer 105 through the opening.

スペーサ層１０８は、電流狭窄層１０７上に形成される。さらに、電流拡散層１０９上にスペーサ層１１０が形成される。スペーサ層１０８および１１０は、複数種類の半導体材料を混晶化させたものであってよい。なお、スペーサ層１０８および１１０は、電流狭窄層１０７と電流拡散層１０９との間の光学的距離ならびに電流拡散層１０９とコンタクト層１１１との間の光学的距離をそれぞれ調整する。特に、スペーサ層１０８は、電流拡散層１０９が内部光の定在波の節に位置するように、電流拡散層１０９の位置を調整する。電流狭窄層１０７等の各層と定在波の腹および節との相対位置を調整する。   The spacer layer 108 is formed on the current confinement layer 107. Further, the spacer layer 110 is formed on the current diffusion layer 109. The spacer layers 108 and 110 may be a mixture of a plurality of types of semiconductor materials. The spacer layers 108 and 110 adjust the optical distance between the current confinement layer 107 and the current diffusion layer 109 and the optical distance between the current diffusion layer 109 and the contact layer 111, respectively. In particular, the spacer layer 108 adjusts the position of the current diffusion layer 109 so that the current diffusion layer 109 is positioned at the node of the standing wave of the internal light. The relative position between each layer such as the current confinement layer 107 and the antinodes and nodes of the standing wave is adjusted.

電流拡散層１０９は、電流拡散層１０９面内に電流を拡散させる。これにより、上側電極１１５下の電流拡散層１０９から共振領域１１３の電流拡散層１０９への電流拡散が促進される。電流拡散層１０９は、例えば、炭素をドープしたＧａＡｓで形成される。また、電流拡散層１０９のドープ濃度は、１×１０１９ｃｍ−３以上としてよい。さらに、電流拡散層１０９の膜厚は、１０〜５０ｎｍ程度としてよい。 The current diffusion layer 109 diffuses current in the surface of the current diffusion layer 109. Thereby, current diffusion from the current diffusion layer 109 under the upper electrode 115 to the current diffusion layer 109 in the resonance region 113 is promoted. The current spreading layer 109 is made of, for example, GaAs doped with carbon. Further, the doping concentration of the current diffusion layer 109 may be 1 × 10 19 cm −3 or more. Further, the film thickness of the current diffusion layer 109 may be about 10 to 50 nm.

コンタクト層１１１には、共振領域１１３に対応する領域の全体に貫通開口１１４が設けられる。コンタクト層１１１は、最下面の位置が共振領域における上側反射層１１２の最下面の位置から電流拡散層１０９の最上面の位置までのいずれかの位置となるように、または、最下面の位置が上側反射層１１２の最下面より上方であり上側反射層１１２の周囲に、設けられる。上側電極１１５はコンタクト層１１１上に形成される。コンタクト層１１１は、上側電極１１５とスペーサ層１１０との間でオーミック接合を形成して、上側電極１１５から注入されたキャリアを活性層１０５に効率よく注入する。コンタクト層１１１は、例えば、炭素をドープしたＧａＡｓで形成される。また、コンタクト層１１１のドープ濃度は、１×１０１９ｃｍ−３以上としてよい。また、コンタクト層１１１の膜厚は、１０〜５０ｎｍ程度としてよい。 The contact layer 111 is provided with a through opening 114 in the entire region corresponding to the resonance region 113. The contact layer 111 is positioned so that the position of the lowermost surface is anywhere from the position of the lowermost surface of the upper reflective layer 112 to the position of the uppermost surface of the current diffusion layer 109 in the resonance region, or the position of the lowermost surface is It is provided above the lowermost surface of the upper reflective layer 112 and around the upper reflective layer 112. The upper electrode 115 is formed on the contact layer 111. The contact layer 111 forms an ohmic junction between the upper electrode 115 and the spacer layer 110 and efficiently injects carriers injected from the upper electrode 115 into the active layer 105. The contact layer 111 is made of, for example, GaAs doped with carbon. Further, the doping concentration of the contact layer 111 may be 1 × 10 19 cm −3 or more. The film thickness of the contact layer 111 may be about 10 to 50 nm.

ここで、上側電極１１５の開口径は、コンタクト層１１１の貫通開口１１４の開口径よりも大きくなるよう形成してよい。電極と比べて一般に光吸収の小さいコンタクト層１１１の貫通開口１１４の開口径を上側電極１１５の開口径よりも小さく形成することで、抵抗を小さく抑えた上で光吸収のロスを抑制することができ、好ましい。   Here, the opening diameter of the upper electrode 115 may be formed to be larger than the opening diameter of the through opening 114 of the contact layer 111. By forming the opening diameter of the through-opening 114 of the contact layer 111 that is generally smaller in light absorption than the electrode smaller than the opening diameter of the upper electrode 115, it is possible to suppress the loss of light absorption while suppressing the resistance small. It is possible and preferable.

コンタクト層１１１は、面発光レーザ素子が発振する光（例えば、発振波長１０６０ｎｍ）を吸収する性質をもつ。本明細書において、コンタクト層１１１が共振領域１１３において光を吸収する程度を吸光度と呼ぶ。吸光度は、コンタクト層１１１の媒質の吸収係数とコンタクト層１１１の層厚との積により定める。なお、共振領域１１３の上面にコンタクト層１１１が存在しない場合、当該共振領域１１３におけるコンタクト層１１１の吸光度は０とする。   The contact layer 111 has a property of absorbing light (for example, an oscillation wavelength of 1060 nm) oscillated by the surface emitting laser element. In this specification, the degree to which the contact layer 111 absorbs light in the resonance region 113 is referred to as absorbance. The absorbance is determined by the product of the medium absorption coefficient of the contact layer 111 and the thickness of the contact layer 111. When the contact layer 111 does not exist on the upper surface of the resonance region 113, the absorbance of the contact layer 111 in the resonance region 113 is zero.

なお、共振領域１１３におけるコンタクト層１１１の吸光度は０でなくともよい。上側反射層１１２の最下面の少なくとも一部に対応するコンタクト層１１１の吸光度が、共振領域１１３以外におけるコンタクト層１１１の吸光度よりも小さければ、共振領域１１３におけるコンタクト層１１１の吸光度を減らすことができる。この構成を用いる場合、コンタクト層１１１の位置をレーザ光の定在波の節から移動させたときであっても、レーザ光がコンタクト層１１１に吸収されることを抑制することができる。   Note that the absorbance of the contact layer 111 in the resonance region 113 may not be zero. If the absorbance of the contact layer 111 corresponding to at least a part of the lowermost surface of the upper reflective layer 112 is smaller than the absorbance of the contact layer 111 other than the resonance region 113, the absorbance of the contact layer 111 in the resonance region 113 can be reduced. . When this configuration is used, even when the position of the contact layer 111 is moved from the node of the standing wave of the laser light, the laser light can be suppressed from being absorbed by the contact layer 111.

上記本発明の第１の実施形態を用いることにより、上下の反射膜間にコンタクト層１１１が設けられるダブルイントラキャビティ構造の面発光レーザ素子１００において、共振領域１１３におけるコンタクト層１１１の光吸収を減らすことができる。従って、コンタクト層１１１の位置選択の自由度を上げることができる。つまり、電流拡散層１０９およびコンタクト層１１１の層間距離を短くすることができる。これにより、共振器長を短くすることにより緩和振動周波数を上げることがきる。緩和振動周波数の向上は、面発光レーザ素子の高速動作に有効である。   By using the first embodiment of the present invention, light absorption of the contact layer 111 in the resonance region 113 is reduced in the surface emitting laser element 100 having a double intracavity structure in which the contact layer 111 is provided between the upper and lower reflective films. be able to. Accordingly, the degree of freedom in selecting the position of the contact layer 111 can be increased. That is, the distance between the current diffusion layer 109 and the contact layer 111 can be shortened. Thereby, the relaxation oscillation frequency can be increased by shortening the resonator length. Improvement of the relaxation oscillation frequency is effective for high-speed operation of the surface emitting laser element.

また、上記本発明の第１の実施形態において、高次横モードのレーザ光がコンタクト層１１１で吸収されるように、レーザ光の定在波の腹に対応する位置にコンタクト層１１１を配置することが好ましい。これにより、レーザ光のシングルモード性を向上させることもできる。   In the first embodiment of the present invention, the contact layer 111 is disposed at a position corresponding to the antinode of the standing wave of the laser light so that the higher-order transverse mode laser light is absorbed by the contact layer 111. It is preferable. Thereby, the single mode property of a laser beam can also be improved.

また、上記本発明の第１の実施形態において、コンタクト層１１１の貫通開口１１４の開口径は、電流狭窄層１０７の開口径よりも大きく、かつ、電流狭窄層１０７の開口を全て含むよう形成される。これにより、レーザ光の高次の横モードは、主として電流狭窄層１０７で調整される。また、コンタクト層１１１は基本横モードを遮断しない位置にある。したがって、基本横モードのしきい値上昇を抑制することができる。   Further, in the first embodiment of the present invention, the opening diameter of the through opening 114 of the contact layer 111 is larger than the opening diameter of the current confinement layer 107 and is formed so as to include all the openings of the current confinement layer 107. The As a result, the higher-order transverse mode of the laser light is adjusted mainly by the current confinement layer 107. Further, the contact layer 111 is in a position where the basic transverse mode is not blocked. Therefore, an increase in the threshold value of the basic transverse mode can be suppressed.

図２は、面発光レーザ素子１００における、スペーサ層１１０および上側反射層１１２の変形例である。本例では、貫通開口１１４におけるスペーサ層１１０の開口は、コンタクト層１１１の最下面よりも深い。上側反射層１１２は、当該貫通開口１１４に形成される。貫通開口１１４における上側反射層１１２の最下面は、電流拡散層１０９までの距離がλ／４であってよい。   FIG. 2 is a modification of the spacer layer 110 and the upper reflective layer 112 in the surface emitting laser element 100. In this example, the opening of the spacer layer 110 in the through opening 114 is deeper than the lowermost surface of the contact layer 111. The upper reflective layer 112 is formed in the through opening 114. The lowermost surface of the upper reflective layer 112 in the through opening 114 may have a distance to the current diffusion layer 109 of λ / 4.

また、上側反射層１１２は、メサポスト１１７の上面および側面にも設けられる。つまり、上側反射層１１２は、コンタクト層１１１における上側電極１１５以外の上面、ならびに、コンタクト層１１１、スペーサ層１１０、電流拡散層１０９および下側クラッド層１０４等の側面に設けられる。   The upper reflective layer 112 is also provided on the upper surface and side surfaces of the mesa post 117. That is, the upper reflective layer 112 is provided on the upper surface of the contact layer 111 other than the upper electrode 115 and on the side surfaces of the contact layer 111, the spacer layer 110, the current diffusion layer 109, the lower cladding layer 104, and the like.

本明細書において、上側反射層１１２の最下面とは、貫通開口１１４における上側反射層１１２の最下面を指す。つまり、上側反射層１１２の最下面とは、共振領域１１３の一端となる面である。貫通開口１１４以外における上側反射層１１２は共振領域１１３を形成しないので、上側反射層１１２の最下面ではないとする。ただし、調整層が設けられる後述の実施例または不純物をドープすることにより形成されたコンタクト層が設けられる後述の実施例においては、上側反射層１１２の定義は各実施例に記載された定義に従うものとする。   In this specification, the lowermost surface of the upper reflective layer 112 refers to the lowermost surface of the upper reflective layer 112 in the through opening 114. That is, the lowermost surface of the upper reflective layer 112 is a surface that becomes one end of the resonance region 113. It is assumed that the upper reflective layer 112 other than the through-opening 114 does not form the resonance region 113 and is not the lowermost surface of the upper reflective layer 112. However, in the examples described later in which the adjustment layer is provided or in the examples described later in which the contact layer formed by doping impurities is provided, the definition of the upper reflective layer 112 follows the definition described in each example. And

図３は、上側反射層１１２の他の変形例を示す。本例の上側反射層１１２の少なくとも一部は、コンタクト層１１１上にも延在して形成される。つまり、上側反射層１１２は、共振領域１１３の外側におけるコンタクト層１１１の上面にも設けられる。コンタクト層１１１の共振領域１１３の少なくとも一部に対応する領域には貫通開口１１４が設けられる。また、上側反射層１１２の少なくとも一部は、貫通開口１１４の内部に配置される。   FIG. 3 shows another modification of the upper reflective layer 112. At least a part of the upper reflective layer 112 of this example is formed so as to extend also on the contact layer 111. That is, the upper reflective layer 112 is also provided on the upper surface of the contact layer 111 outside the resonance region 113. A through opening 114 is provided in a region corresponding to at least a part of the resonance region 113 of the contact layer 111. Further, at least a part of the upper reflective layer 112 is disposed inside the through opening 114.

図４は、図３のスペーサ層１０８より上の各層の拡大図である。なお、説明の便宜上、各層の厚さは図３から変更している。また、波長λのレーザ光の定在波の様子をあわせて示す。また、面発光レーザ素子１００の上方向をＺ方向とした。   FIG. 4 is an enlarged view of each layer above the spacer layer 108 of FIG. For convenience of explanation, the thickness of each layer is changed from FIG. The state of the standing wave of the laser beam having the wavelength λ is also shown. Further, the upward direction of the surface emitting laser element 100 was taken as the Z direction.

電流拡散層１０９の厚さ方向における略中央から上側反射層１１２の共振領域１１３における最下面までの光学的距離は、λ／４または３λ／４のいずれかに略等しい。なお、当該光学的距離は、電流拡散層１０９の厚さ方向における略中央と上側反射層１１２の最下面との光学的距離、および所定のばらつきを考慮して決定してよく、本願において略等しいとは、レーザ特性への影響を考慮し、±λ／１０の範囲とする。つまりここでは、λ／４または３λ／４のいずれかから±λ／１０の範囲とする。また上記光学的距離をλ／４と略等しくすれば、共振器内の光ロスを抑制しながら共振器長をより短くすることが可能となり、より好ましい。さらに、応答速度を向上できるので、共振器長をλと略等しく形成しても良い。   The optical distance from the approximate center in the thickness direction of the current diffusion layer 109 to the lowermost surface in the resonance region 113 of the upper reflective layer 112 is approximately equal to either λ / 4 or 3λ / 4. The optical distance may be determined in consideration of the optical distance between the approximate center in the thickness direction of the current diffusion layer 109 and the lowermost surface of the upper reflective layer 112 and a predetermined variation. Is in the range of ± λ / 10 in consideration of the influence on the laser characteristics. That is, here, the range is either λ / 4 or 3λ / 4 to ± λ / 10. If the optical distance is substantially equal to λ / 4, the resonator length can be further shortened while suppressing optical loss in the resonator, which is more preferable. Further, since the response speed can be improved, the resonator length may be formed approximately equal to λ.

本明細書において共振器長とは、上側反射層１１２の最下面と、下側反射層１０２の最上面との光学的距離とする。面発光レーザ素子１００の発振波長をλとして、当該光学的距離がλに略等しい場合、面発光レーザ素子１００の共振器長はλとなる。   In this specification, the resonator length is an optical distance between the lowermost surface of the upper reflective layer 112 and the uppermost surface of the lower reflective layer 102. When the oscillation wavelength of the surface emitting laser element 100 is λ and the optical distance is substantially equal to λ, the resonator length of the surface emitting laser element 100 is λ.

また、上側反射層１１２の最下面と、コンタクト層１１１の最下面とが略同一面内にあるようにしてよい。さらに、上側反射層１１２はリッジ形状であり、コンタクト層１１１は、上側反射層１１２の最下面から予め定められた高さまでの領域を囲んで設けてよい。また、上側反射層１１２はリッジ形状に限定されず、コンタクト層１１１およびメサポスト１１７の側面、下側電極１０３等を覆うように形成しても良い。上側反射層１１２は、共振領域１１３の外側における下側反射層１０２の上面にも設けられてよい。   Further, the lowermost surface of the upper reflective layer 112 and the lowermost surface of the contact layer 111 may be substantially in the same plane. Further, the upper reflective layer 112 has a ridge shape, and the contact layer 111 may be provided so as to surround a region from the lowermost surface of the upper reflective layer 112 to a predetermined height. Further, the upper reflective layer 112 is not limited to the ridge shape, and may be formed so as to cover the contact layer 111, the side surfaces of the mesa post 117, the lower electrode 103, and the like. The upper reflective layer 112 may also be provided on the upper surface of the lower reflective layer 102 outside the resonance region 113.

図３および図４に示した例において、高次横モードは下側反射層１０２および上側反射層１１２の間で共振している間にコンタクト層１１１などにより吸収される。従って、レーザ光のシングルモード性を向上させることができる。面発光レーザ素子１００において、シングルモードのレーザ光のモードプロファイルの最大値は貫通開口１１４の中央付近に位置するので、コンタクト層１１１による吸収が小さい。一方で、高次横モードのレーザ光のモードプロファイルの最大値は、貫通開口１１４の中央から離れた位置、例えば、円周付近または外側に位置するので、コンタクト層１１１による吸収が大きいからである。   In the example shown in FIGS. 3 and 4, the high-order transverse mode is absorbed by the contact layer 111 or the like while resonating between the lower reflective layer 102 and the upper reflective layer 112. Therefore, the single mode property of the laser beam can be improved. In the surface emitting laser element 100, the maximum value of the mode profile of the single mode laser beam is located near the center of the through opening 114, so that the absorption by the contact layer 111 is small. On the other hand, the maximum value of the mode profile of the high-order transverse mode laser beam is located away from the center of the through-opening 114, for example, near or outside the circumference, and therefore, the absorption by the contact layer 111 is large. .

図５は、面発光レーザ素子１００の他の構成例を示す。図５は、スペーサ層１０８より上の各層の拡大図である。本例の面発光レーザ素子１００は、図１および図３に示した面発光レーザ素子１００に対し、調整層４１５をさらに備える点、および、コンタクト層１１１が共振領域１１３にも設けられる点が異なる。コンタクト層１１１は、開口４１４を有する。他の点は図１および図３に示したいずれかの面発光レーザ素子１００と同一である。なお、波長λのレーザ光の定在波の様子をあわせて示す。   FIG. 5 shows another configuration example of the surface emitting laser element 100. FIG. 5 is an enlarged view of each layer above the spacer layer 108. The surface emitting laser element 100 of this example is different from the surface emitting laser element 100 shown in FIGS. 1 and 3 in that an adjustment layer 415 is further provided, and that the contact layer 111 is also provided in the resonance region 113. . The contact layer 111 has an opening 414. The other points are the same as those of any one of the surface emitting laser elements 100 shown in FIGS. The state of the standing wave of the laser beam having the wavelength λ is also shown.

本実施例において、上側反射層１１２の最下面とは、開口４１４における上側反射層１１２の最下面を指す。開口４１４には調整層４１５が設けられている場合は、上側反射層１１２の最下面は、調整層４１５よりもＺ方向の正側に位置する。上側反射層１１２の最下面は、上側反射層１１２が調整層４１５に接する位置にあってよい。   In this embodiment, the lowermost surface of the upper reflective layer 112 refers to the lowermost surface of the upper reflective layer 112 in the opening 414. When the adjustment layer 415 is provided in the opening 414, the lowermost surface of the upper reflective layer 112 is located on the positive side in the Z direction with respect to the adjustment layer 415. The lowermost surface of the upper reflective layer 112 may be at a position where the upper reflective layer 112 is in contact with the adjustment layer 415.

コンタクト層１１１は、共振領域１１３内に形成されたコンタクト層４１７および共振領域１１３外に形成されたコンタクト層４１６を備える。本例では、共振領域１１３の全体におけるコンタクト層４１７が、共振領域１１３以外におけるコンタクト層４１６より薄い。つまり、共振領域１１３におけるコンタクト層４１７は、Ｚ方向において、共振領域１１３以外のコンタクト層４１６よりも薄い。なお、共振領域１１３の少なくとも一部に対応するコンタクト層４１７が、共振領域１１３以外におけるコンタクト層４１６よりも薄く形成されてもよい。   The contact layer 111 includes a contact layer 417 formed in the resonance region 113 and a contact layer 416 formed outside the resonance region 113. In this example, the contact layer 417 in the entire resonance region 113 is thinner than the contact layer 416 outside the resonance region 113. That is, the contact layer 417 in the resonance region 113 is thinner than the contact layer 416 other than the resonance region 113 in the Z direction. Note that the contact layer 417 corresponding to at least a part of the resonance region 113 may be formed thinner than the contact layer 416 other than the resonance region 113.

これにより、共振領域１１３の少なくとも一部におけるコンタクト層１１１の吸光度を、共振領域１１３外におけるコンタクト層１１１の吸光度より低くすることができる。また、コンタクト層４１７の下面とコンタクト層４１６の下面とは、共通面内に設けられてよい。この場合、コンタクト層４１６はコンタクト層４１７よりも上側に突出する。なお、コンタクト層４１６はコンタクト層４１７よりも上側および下側の両側に突出してもよい。   Thereby, the absorbance of the contact layer 111 in at least a part of the resonance region 113 can be made lower than the absorbance of the contact layer 111 outside the resonance region 113. Further, the lower surface of the contact layer 417 and the lower surface of the contact layer 416 may be provided in a common plane. In this case, the contact layer 416 protrudes above the contact layer 417. Note that the contact layer 416 may protrude above and below the contact layer 417.

また、本実施例の変形例として、開口４１４に調整層４１５を設けず、コンタクト層４１７上に接する位置に上側反射層１１２を設けてもよい。その場合は、上側反射層１１２の最下面は、上記の通り開口４１４における上側反射層１１２の最下面を指す。   As a modification of this embodiment, the upper reflective layer 112 may be provided at a position in contact with the contact layer 417 without providing the adjustment layer 415 in the opening 414. In that case, the lowermost surface of the upper reflective layer 112 refers to the lowermost surface of the upper reflective layer 112 in the opening 414 as described above.

調整層４１５は、共振領域１１３に形成されたコンタクト層４１７と上側反射層１１２の間に形成される。調整層４１５の材料は、半導体材料、複数種類の半導体材料を混晶化させたもの、誘電体材料、無機ガラス、または有機ガラス等であってよい。調整層４１５は、電流拡散層１０９の厚さ方向の略中央から上側反射層１１２までの光学的距離が、λ／４または３λ／４のいずれかに略等しくなるように設けられる。なお、上側反射層１１２は、共振領域１１３外にあるコンタクト層４１６の上面にも設けてよい。   The adjustment layer 415 is formed between the contact layer 417 formed in the resonance region 113 and the upper reflection layer 112. The material of the adjustment layer 415 may be a semiconductor material, a mixed crystal of a plurality of types of semiconductor materials, a dielectric material, inorganic glass, organic glass, or the like. The adjustment layer 415 is provided so that the optical distance from the approximate center in the thickness direction of the current diffusion layer 109 to the upper reflective layer 112 is approximately equal to either λ / 4 or 3λ / 4. The upper reflective layer 112 may also be provided on the upper surface of the contact layer 416 outside the resonance region 113.

図６は、面発光レーザ素子１００の他の構成例を示す。図６は、スペーサ層１０８より上の各層の拡大図である。本例の面発光レーザ素子１００は、図１および図３に示した面発光レーザ素子１００のコンタクト層１１１の代わりに、キャリア濃度Ｎ２のコンタクト層５１８およびキャリア濃度Ｎ１のコンタクト層５１９を備える。   FIG. 6 shows another configuration example of the surface emitting laser element 100. FIG. 6 is an enlarged view of each layer above the spacer layer 108. The surface-emitting laser element 100 of this example includes a contact layer 518 having a carrier concentration N2 and a contact layer 519 having a carrier concentration N1 instead of the contact layer 111 of the surface-emitting laser element 100 shown in FIGS.

本実施例では、キャリア濃度Ｎ１のコンタクト層５１９の最下面と下側反射層１０２と間で共振領域１１３が形成される。そこで、本実施例においては、上側反射層１１２の最下面をキャリア濃度Ｎ１のコンタクト層５１９の最下面とする。   In this embodiment, the resonance region 113 is formed between the lowermost surface of the contact layer 519 having the carrier concentration N1 and the lower reflective layer 102. Therefore, in this embodiment, the lowermost surface of the upper reflective layer 112 is the lowermost surface of the contact layer 519 having a carrier concentration N1.

本例では、キャリア濃度Ｎ２のコンタクト層５１８およびキャリア濃度Ｎ１のコンタクト層５１９は同一面内に形成される。また、キャリア濃度Ｎ１のコンタクト層５１９は、共振領域１１３全体に対応して形成される。なお、キャリア濃度Ｎ１のコンタクト層５１９は、共振領域１１３の少なくとも一部に対応して形成してもよい。キャリア濃度Ｎ２のコンタクト層５１８は、キャリア濃度Ｎ１のコンタクト層５１９の外側に形成される。他の点は、図１および図３に示したいずれかの面発光レーザ素子１００と同一である。なお、波長λのレーザ光の定在波の様子をあわせて示す。   In this example, the contact layer 518 having a carrier concentration N2 and the contact layer 519 having a carrier concentration N1 are formed in the same plane. Further, the contact layer 519 having the carrier concentration N1 is formed corresponding to the entire resonance region 113. The contact layer 519 having the carrier concentration N1 may be formed corresponding to at least a part of the resonance region 113. The contact layer 518 having a carrier concentration N2 is formed outside the contact layer 519 having a carrier concentration N1. Other points are the same as any of the surface emitting laser elements 100 shown in FIGS. 1 and 3. The state of the standing wave of the laser beam having the wavelength λ is also shown.

本例において、キャリア濃度Ｎ２のコンタクト層５１８およびキャリア濃度Ｎ１のコンタクト層５１９を用いることで、上側反射層１１２直下におけるレーザ光の吸収係数を調整する。なお、本例においては、キャリア濃度Ｎ１をキャリア濃度Ｎ２よりも低くする。Ｎ１およびＮ２の値は、それぞれ１０１７ｃｍ−３および１０１９ｃｍ−３としてよい。 In this example, by using the contact layer 518 having the carrier concentration N2 and the contact layer 519 having the carrier concentration N1, the absorption coefficient of the laser light immediately below the upper reflective layer 112 is adjusted. In this example, the carrier concentration N1 is set lower than the carrier concentration N2. The values of N1 and N2 may be 10 17 cm −3 and 10 19 cm −3 , respectively.

また、本例において、ＧａＡｓ等の半導体層の一部に不純物をドープすることでキャリア濃度Ｎ２のコンタクト層５１８を形成してよい。この場合、キャリアがドープされている領域がキャリア濃度Ｎ２のコンタクト層５１８に対応する。上側反射層１１２は、キャリア濃度Ｎ１のコンタクト層５１９の上面にのみ設けてもよいし、キャリア濃度Ｎ２のコンタクト層５１８の上面にも設けてもよい。なお、コンタクト層５１９は、キャリアをドープしない構成としてもよい。   In this example, the contact layer 518 having a carrier concentration N2 may be formed by doping an impurity into a part of a semiconductor layer such as GaAs. In this case, the region doped with carriers corresponds to the contact layer 518 having the carrier concentration N2. The upper reflective layer 112 may be provided only on the upper surface of the contact layer 519 having the carrier concentration N1, or may be provided on the upper surface of the contact layer 518 having the carrier concentration N2. Note that the contact layer 519 may be configured not to be doped with carriers.

図７は、面発光レーザ素子１００の他の構成例を示す。図７は、スペーサ層１０８より上の各層の拡大図である。本例の面発光レーザ素子１００は、図１から図６に示した面発光レーザ素子１００におけるスペーサ層１１０を除去している点が異なる。つまり、コンタクト層１１１の最下面は、電流拡散層１０９の最上面に接するように形成する。他の点は、図１から図６に示したいずれかの面発光レーザ素子１００と同一である。また、上側反射層１１２と電流拡散層１０９の間には調整層４１５を設けてよい。調整層４１５を設けることで、上側反射層１１２の最下面の位置を定在波の腹の位置にあわせることができる。当該構成により、除去されたスペーサ層１１０の厚みに応じて、共振器長を短くすることができる。   FIG. 7 shows another configuration example of the surface emitting laser element 100. FIG. 7 is an enlarged view of each layer above the spacer layer 108. The surface emitting laser element 100 of this example is different in that the spacer layer 110 in the surface emitting laser element 100 shown in FIGS. 1 to 6 is removed. That is, the bottom surface of the contact layer 111 is formed so as to be in contact with the top surface of the current diffusion layer 109. The other points are the same as any of the surface emitting laser elements 100 shown in FIGS. An adjustment layer 415 may be provided between the upper reflective layer 112 and the current diffusion layer 109. By providing the adjustment layer 415, the position of the lowermost surface of the upper reflective layer 112 can be adjusted to the position of the antinode of the standing wave. With this configuration, the resonator length can be shortened according to the thickness of the removed spacer layer 110.

図８は、図７における上側反射層１１２およびコンタクト層１１１の変形例を示す。コンタクト層７１１のうち共振領域１１３に相当する部分は、エッチングにより一部が除去されている。具体的には、共振領域１１３におけるコンタクト層７１７の厚みが、共振領域１１３以外におけるコンタクト層７１６の厚みより薄い。つまり、共振領域１１３におけるコンタクト層７１１は、Ｚ方向において、共振領域１１３以外のコンタクト層７１１よりも薄い。ただし、共振領域１１３におけるコンタクト層７１１は、電流拡散層１０９に達するまでは除去されていない。これにより、コンタクト層７１１は、共振領域１１３に相当する部分の膜厚を共振領域１１３以外に相当する部分の膜厚よりも薄く形成する。また、上側反射層１１２と電流拡散層１０９の間には調整層４１５を設けてよい。なお、コンタクト層７１１は、コンタクト層７１１の最上面および最下面の間に、共振領域１１３における定在波の腹が配置されるように設けられる。   FIG. 8 shows a modification of the upper reflective layer 112 and the contact layer 111 in FIG. Part of the contact layer 711 corresponding to the resonance region 113 is removed by etching. Specifically, the thickness of the contact layer 717 in the resonance region 113 is thinner than the thickness of the contact layer 716 outside the resonance region 113. That is, the contact layer 711 in the resonance region 113 is thinner than the contact layer 711 other than the resonance region 113 in the Z direction. However, the contact layer 711 in the resonance region 113 is not removed until the current diffusion layer 109 is reached. As a result, the contact layer 711 is formed so that the thickness of the portion corresponding to the resonance region 113 is thinner than the thickness of the portion corresponding to other than the resonance region 113. An adjustment layer 415 may be provided between the upper reflective layer 112 and the current diffusion layer 109. The contact layer 711 is provided so that the antinodes of the standing wave in the resonance region 113 are disposed between the uppermost surface and the lowermost surface of the contact layer 711.

図９は、面発光レーザ素子１００に中間反射層８０１を用いた他の構成例を示す。本例の面発光レーザ素子２００は、上側反射層１１２の材料を誘電体材料とし、かつ、コンタクト層１１１の下側に、例えばＡｌＧａＡｓ系などの半導体材料で形成された中間反射層８０１を更に備える点が図１の面発光レーザ素子１００とは異なる。本例では、中間反射層８０１は、活性層１０５と電流狭窄層１０７との間に設けられる。なお、上側クラッド層１０６、活性層１０５、および下側クラッド層１０４による発光を担保するため、中間反射層８０１は、上側クラッド層１０６と電流狭窄層１０７との間に設けられる。   FIG. 9 shows another configuration example in which the intermediate reflection layer 801 is used in the surface emitting laser element 100. The surface-emitting laser element 200 of the present example further includes an intermediate reflective layer 801 made of a dielectric material as the material of the upper reflective layer 112 and formed of a semiconductor material such as AlGaAs, for example, below the contact layer 111. This is different from the surface emitting laser element 100 of FIG. In this example, the intermediate reflection layer 801 is provided between the active layer 105 and the current confinement layer 107. The intermediate reflective layer 801 is provided between the upper cladding layer 106 and the current confinement layer 107 in order to ensure light emission by the upper cladding layer 106, the active layer 105, and the lower cladding layer 104.

なお、本例における中間反射層８０１の位置は、活性層１０５と電流狭窄層１０７との間に限定されない。中間反射層８０１は、電流狭窄層１０７と電流拡散層１０９との間に設けられてもよい。また、これに代えて、中間反射層８０１は、電流拡散層１０９とコンタクト層１１１との間に設けられてもよい。さらに、中間反射層８０１は、活性層１０５と電流狭窄層１０７との間、電流狭窄層１０７と電流拡散層１０９との間、および電流拡散層１０９とコンタクト層１１１との間のうち、複数個所に設けてもよい。   Note that the position of the intermediate reflection layer 801 in this example is not limited between the active layer 105 and the current confinement layer 107. The intermediate reflection layer 801 may be provided between the current confinement layer 107 and the current diffusion layer 109. Alternatively, the intermediate reflection layer 801 may be provided between the current diffusion layer 109 and the contact layer 111. Further, the intermediate reflection layer 801 is provided at a plurality of locations between the active layer 105 and the current confinement layer 107, between the current confinement layer 107 and the current diffusion layer 109, and between the current diffusion layer 109 and the contact layer 111. May be provided.

中間反射層８０１を設けることにより、下側反射層１０２と中間反射層８０１との間、中間反射層８０１と上側反射層１１２との間、および下側反射層１０２と上側反射層１１２との間で内部光を反射させることができる。したがって、中間反射層８０１の位置に応じて、共振領域１１３内の定在波の波長が変わる。よって、中間反射層８０１の位置を調整することにより、発振波長λを変えることができる。   By providing the intermediate reflective layer 801, between the lower reflective layer 102 and the intermediate reflective layer 801, between the intermediate reflective layer 801 and the upper reflective layer 112, and between the lower reflective layer 102 and the upper reflective layer 112. Can reflect internal light. Therefore, the wavelength of the standing wave in the resonance region 113 changes according to the position of the intermediate reflection layer 801. Therefore, the oscillation wavelength λ can be changed by adjusting the position of the intermediate reflection layer 801.

図１０は、面発光レーザ素子１００に中間反射層８０２を用いた他の構成例を示す。本例の面発光レーザ素子３００は、上側反射層１１２の材料を誘電体材料とし、かつ、コンタクト層１１１の下側に半導体材料で形成された中間反射層８０２を更に備える点が図１の面発光レーザ素子１００とは異なる。本例では、中間反射層８０２は、電流狭窄層１０７を上下から挟んで設けられる。   FIG. 10 shows another configuration example in which the intermediate reflection layer 802 is used in the surface emitting laser element 100. The surface emitting laser element 300 of this example is that the material of the upper reflective layer 112 is a dielectric material, and further includes an intermediate reflective layer 802 formed of a semiconductor material below the contact layer 111 as shown in FIG. Different from the light emitting laser element 100. In this example, the intermediate reflection layer 802 is provided with the current confinement layer 107 sandwiched from above and below.

なお、本例における中間反射層８０２の位置は、電流狭窄層１０７を上下から挟む位置に限定されない。中間反射層８０２は、電流拡散層１０９を上下から挟んで設けられてもよい。中間反射層８０２を設けることにより、上述したような発振波長を調整すること、および、コンタクト層１１１よりも活性層１０５に近い位置でコンタクト領域を形成することができる。   Note that the position of the intermediate reflection layer 802 in this example is not limited to the position where the current confinement layer 107 is sandwiched from above and below. The intermediate reflection layer 802 may be provided with the current diffusion layer 109 sandwiched from above and below. By providing the intermediate reflection layer 802, the oscillation wavelength as described above can be adjusted, and a contact region can be formed at a position closer to the active layer 105 than the contact layer 111.

さらに、中間反射層８０２は、電流狭窄層１０７を上下から挟み、かつ、電流拡散層１０９を上下から挟んで設けられてもよい。また、中間反射層８０２は、活性層１０５と電流狭窄層１０７との間、電流狭窄層１０７と電流拡散層１０９との間、および電流拡散層１０９とコンタクト層１１１との間のうち、一以上の個所に設け、かつ、電流狭窄層１０７を上下から挟み、および／または、電流拡散層１０９を上下から挟んで設けられてもよい。   Further, the intermediate reflection layer 802 may be provided with the current confinement layer 107 sandwiched from above and below and the current diffusion layer 109 sandwiched from above and below. The intermediate reflection layer 802 includes one or more of the active layer 105 and the current confinement layer 107, the current confinement layer 107 and the current diffusion layer 109, and the current diffusion layer 109 and the contact layer 111. And the current confinement layer 107 may be sandwiched from above and / or the current diffusion layer 109 may be sandwiched from above and below.

図１１は、面発光レーザ素子１００の他の構成例を示す。本例の面発光レーザ素子１００は、図１および図３に示した面発光レーザ素子１００に対し、下側反射層１０２として誘電体反射層を用い、かつ、下側電極１０３を下側クラッド層１０４直上に形成させた点が異なる。他の点は図１および図３に示したいずれかの面発光レーザ素子１００と同一である。   FIG. 11 shows another configuration example of the surface emitting laser element 100. The surface emitting laser element 100 of this example uses a dielectric reflecting layer as the lower reflecting layer 102 and uses the lower electrode 103 as a lower cladding layer as compared with the surface emitting laser element 100 shown in FIGS. The difference is that it is formed immediately above 104. The other points are the same as those of any one of the surface emitting laser elements 100 shown in FIGS.

図１１において、下側反射層１０２は、屈折率の異なる複数の誘電体層が繰り返し積層して形成された誘電体反射層である。このため、下側電極１０３は下側クラッド層１０４に直上に形成する。下側反射層１０２の材料としては、ＳｉＮ層およびＳｉＯ２層の繰り返し積層を用いてよい。 In FIG. 11, a lower reflective layer 102 is a dielectric reflective layer formed by repeatedly laminating a plurality of dielectric layers having different refractive indexes. Therefore, the lower electrode 103 is formed immediately above the lower cladding layer 104. As a material of the lower reflective layer 102, a repeated lamination of a SiN layer and a SiO 2 layer may be used.

図１２は、本発明の第２の態様に係る光源１１００を示す。光源１１００は、基材１１０１と、面発光レーザ素子１１０２と、制御回路１１０３と、一次元レーザ素子アレイ１１０４とを備える。制御回路１１０３は、基材１１０１の外に設けられる。制御回路１１０３は、一次元レーザ素子アレイ１１０４の面発光レーザ素子１１０２を制御する。つまり、制御回路１１０３は、一次元レーザ素子アレイ１１０４の各面発光レーザ素子１１０２にバイアス電圧と変調電圧を印加する。面発光レーザ素子１１０２は、電圧の印加に応じてその上部から所定の波長のレーザ光を出射する。   FIG. 12 shows a light source 1100 according to the second aspect of the present invention. The light source 1100 includes a base 1101, a surface emitting laser element 1102, a control circuit 1103, and a one-dimensional laser element array 1104. The control circuit 1103 is provided outside the base material 1101. The control circuit 1103 controls the surface emitting laser element 1102 of the one-dimensional laser element array 1104. That is, the control circuit 1103 applies a bias voltage and a modulation voltage to each surface emitting laser element 1102 of the one-dimensional laser element array 1104. The surface emitting laser element 1102 emits laser light having a predetermined wavelength from the upper part in response to application of a voltage.

図１３は、光源１１００の他の例を示す。本例では、面発光レーザ素子１１０２は基材１１０１上において、二次元的に配列されている。制御回路１１０３は、二次元レーザ素子アレイ１２０４の各面発光レーザ素子１１０２にバイアス電圧と変調電圧を印加する。   FIG. 13 shows another example of the light source 1100. In this example, the surface emitting laser elements 1102 are two-dimensionally arranged on the substrate 1101. The control circuit 1103 applies a bias voltage and a modulation voltage to each surface emitting laser element 1102 of the two-dimensional laser element array 1204.

図１４は、本発明の第３の態様に係る光モジュール１３００を示す。光モジュール１３００は、基材１１０１と、面発光レーザ素子１１０２と、光結合部１３０６と、レーザ光１３０５を伝搬する光導波路１３０７と、検出部１３０８と、制御回路１１０３とを備える。面発光レーザ素子１１０２は、基材１１０１に固定される。光結合部１３０６は、プリズム状の三角柱形状を有する透明な樹脂から形成される。光結合部１３０６は、面発光レーザ素子１１０２に対向する受光面と、光導波路１３０７に対向する出射面と、受光面及び出射面と４５度の角度で交わる反射面を有する。   FIG. 14 shows an optical module 1300 according to the third aspect of the present invention. The optical module 1300 includes a substrate 1101, a surface emitting laser element 1102, an optical coupling unit 1306, an optical waveguide 1307 that propagates laser light 1305, a detection unit 1308, and a control circuit 1103. The surface emitting laser element 1102 is fixed to the substrate 1101. The optical coupling portion 1306 is formed from a transparent resin having a prismatic triangular prism shape. The optical coupling unit 1306 has a light receiving surface facing the surface emitting laser element 1102, an emitting surface facing the optical waveguide 1307, and a reflecting surface that intersects the light receiving surface and the emitting surface at an angle of 45 degrees.

光結合部１３０６は、面発光レーザ素子１１０２が出射したレーザ光１３０５を受光面で受け取り、反射面で反射し出射面から出射して光導波路１３０７に結合させる。つまり、光結合部１３０６は、面発光レーザ素子１１０２と光導波路１３０７とを光学的に結合する。出射面から出射されたレーザ光１３０５は、光導波路１３０７内を伝搬する。検出部１３０８は、光結合部１３０６の反射面を透過した光をモニターする。検出部１３０８は光信号を電気信号に変換し制御回路１１０３に送信する。制御回路１１０３は、検出部１３０８からの信号に基づいて面発光レーザ素子１１０２をフィードバック制御する。   The optical coupling unit 1306 receives the laser light 1305 emitted from the surface emitting laser element 1102 at the light receiving surface, reflects it at the reflecting surface, emits it from the emitting surface, and couples it to the optical waveguide 1307. That is, the optical coupling unit 1306 optically couples the surface emitting laser element 1102 and the optical waveguide 1307. Laser light 1305 emitted from the emission surface propagates in the optical waveguide 1307. The detection unit 1308 monitors the light transmitted through the reflection surface of the optical coupling unit 1306. The detection unit 1308 converts the optical signal into an electric signal and transmits it to the control circuit 1103. The control circuit 1103 feedback-controls the surface emitting laser element 1102 based on a signal from the detection unit 1308.

光結合部１３０６は、面発光レーザ素子１１０２からのレーザ光１３０５を光導波路１３０７の方向に反射させる、鏡面加工された反射膜であってもよい。また、光結合部１３０６は、面発光レーザ素子１１０２からのレーザ光１３０５を、光導波路１３０７に集光させるレンズであってもよい。例えば、面発光レーザ素子１１０２および光導波路１３０７が対向して配置される場合、光結合部１３０６は、面発光レーザ素子１１０２および光導波路１３０７の間に配置される。   The optical coupling unit 1306 may be a mirror-finished reflective film that reflects the laser light 1305 from the surface emitting laser element 1102 in the direction of the optical waveguide 1307. The optical coupling unit 1306 may be a lens that focuses the laser light 1305 from the surface emitting laser element 1102 on the optical waveguide 1307. For example, when the surface emitting laser element 1102 and the optical waveguide 1307 are arranged to face each other, the optical coupling portion 1306 is arranged between the surface emitting laser element 1102 and the optical waveguide 1307.

図１５は、光モジュール１３００の他の例を示す。本例では、光導波路１３０７の端面が光軸に対して略４５度傾斜するように加工され光結合部１３０６を構成している。端面には反射膜が形成され鏡面加工されている。面発光レーザ素子１１０２は、基材１１０１によって光結合部１３０６の下方に位置するように位置決めされている。出射されたレーザ光１３０５は光結合部１３０６で反射された後、光導波路１３０７内を伝搬する。   FIG. 15 shows another example of the optical module 1300. In this example, the end face of the optical waveguide 1307 is processed so as to be inclined at approximately 45 degrees with respect to the optical axis, thereby constituting the optical coupling portion 1306. A reflection film is formed on the end face and mirror-finished. The surface emitting laser element 1102 is positioned by the base material 1101 so as to be positioned below the optical coupling portion 1306. The emitted laser beam 1305 is reflected by the optical coupling unit 1306 and then propagates through the optical waveguide 1307.

なお、光結合部１３０６は、図１４および図１５に示した構成以外にも、多様な構成を採用できる。例えば光結合部１３０６は、光導波路１３０７の心線の一端を光導波路１３０７の本体に対向させ、他端を面発光レーザ素子１１０２に対向して固定するハウジングを有する。   The optical coupling unit 1306 can employ various configurations other than the configurations illustrated in FIGS. 14 and 15. For example, the optical coupling unit 1306 has a housing in which one end of the core wire of the optical waveguide 1307 is opposed to the main body of the optical waveguide 1307 and the other end is opposed to the surface emitting laser element 1102.

図１６は、本発明の第４の実施形態に係る光通信システム１５００を示す。光通信システム１５００は、２つの光送受信モジュール（１５０９、１５１０）を備える。２つの光送受信モジュール（１５０９、１５１０）は２本の光導波路１３０７を介して接続される。光送受信モジュール１５０９は、面発光レーザ素子１１０２を有する光モジュール１５０１と、受光素子１５０８を有する。光モジュール１５０１は面発光レーザ素子１１０２が出射したレーザ光を、光導波路１３０７を介して送信する。受光素子１５０８は、光導波路１３０７を介して送信された光信号を受信して、電気信号に変換する。光送受信モジュール１５１０は、面発光レーザ素子１１０２を有する光モジュール１５０１と、受光素子１５０８を有する。光送受信モジュール１５１０は、光モジュール１５０１と受光素子１５０８との位置関係が逆になっていることを除いて光送受信モジュール１５０９と同様の構成を有する。   FIG. 16 shows an optical communication system 1500 according to the fourth embodiment of the present invention. The optical communication system 1500 includes two optical transmission / reception modules (1509, 1510). Two optical transceiver modules (1509, 1510) are connected via two optical waveguides 1307. The optical transmission / reception module 1509 includes an optical module 1501 having a surface emitting laser element 1102 and a light receiving element 1508. The optical module 1501 transmits the laser light emitted from the surface emitting laser element 1102 via the optical waveguide 1307. The light receiving element 1508 receives the optical signal transmitted through the optical waveguide 1307 and converts it into an electrical signal. The optical transceiver module 1510 includes an optical module 1501 having a surface emitting laser element 1102 and a light receiving element 1508. The optical transceiver module 1510 has the same configuration as that of the optical transceiver module 1509 except that the positional relationship between the optical module 1501 and the light receiving element 1508 is reversed.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the description of the scope of claims that embodiments with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順序で実施することが必須であることを意味するものではない。   The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Even if the operation flow in the claims, the description, and the drawings is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

１００ 面発光レーザ素子、１０１ ベース基板、１０２ 下側反射層、１０３ 下側電極、１０４ 下側クラッド層、１０５ 活性層、１０６ 上側クラッド層、１０７ 電流狭窄層、１０８ スペーサ層、１０９ 電流拡散層、１１０ スペーサ層、１１１ コンタクト層、１１２ 上側反射層、１１３ 共振領域、１１４ 貫通開口、１１５ 上側電極、１１７ メサポスト、２００ 面発光レーザ素子、３００ 面発光レーザ素子、４１４ 開口、４１５ 調整層、４１６ コンタクト層、４１７ コンタクト層、５１８ コンタクト層、５１９ コンタクト層、７１１ コンタクト層、７１６ コンタクト層、７１７ コンタクト層、８０１ 中間反射層、８０２ 中間反射層、１１００ 光源、１１０１ 基材、１１０２ 面発光レーザ素子、１１０３ 制御回路、１１０４ 一次元レーザ素子アレイ、１２０４ 二次元レーザ素子アレイ、１３００ 光モジュール、１３０５ レーザ光、１３０６ 光結合部、１３０７ 光導波路、１３０８ 検出部、１５００ 光通信システム、１５０１ 光モジュール、１５０８ 受光素子、１５０９ 光送受信モジュール、１５１０ 光送受信モジュール 100 surface emitting laser element, 101 base substrate, 102 lower reflective layer, 103 lower electrode, 104 lower cladding layer, 105 active layer, 106 upper cladding layer, 107 current confinement layer, 108 spacer layer, 109 current diffusion layer, 110 spacer layer, 111 contact layer, 112 upper reflective layer, 113 resonance region, 114 through-opening, 115 upper electrode, 117 mesa post, 200 surface emitting laser element, 300 surface emitting laser element, 414 opening, 415 adjustment layer, 416 contact layer 417 contact layer, 518 contact layer, 519 contact layer, 711 contact layer, 716 contact layer, 717 contact layer, 801 intermediate reflection layer, 802 intermediate reflection layer, 1100 light source, 1101 substrate, 1102 surface emitting laser element, 1103 Control circuit, 1104 one-dimensional laser element array, 1204 two-dimensional laser element array, 1300 optical module, 1305 laser light, 1306 optical coupling unit, 1307 optical waveguide, 1308 detection unit, 1500 optical communication system, 1501 optical module, 1508 light receiving element , 1509 Optical transceiver module, 1510 Optical transceiver module

Claims (16)

ベース基板の上方に積層され、互いに光を反射する下側反射層および上側反射層と、
前記下側反射層および前記上側反射層の間に設けられた活性層と、
前記活性層および前記上側反射層の間に設けられた電流拡散層と、
最下面の位置が、前記上側反射層の最下面の位置から、前記電流拡散層の最上面の位置までのいずれかの位置となるように、または、最下面の位置が上部反射層の最下面より上方であり上部反射層の周囲に、設けられたコンタクト層と
を備え、
前記下側反射層および前記上側反射層の最下面の間におけるメサポストを含む領域に共振領域が形成され、
前記上側反射層の最下面の少なくとも一部に対応する前記共振領域における前記コンタクト層の吸光度は、前記共振領域以外における前記コンタクト層の吸光度よりも小さく、
前記共振領域の少なくとも一部に対応する前記コンタクト層が、前記共振領域以外における前記コンタクト層より薄い
面発光レーザ素子。 A lower reflective layer and an upper reflective layer that are stacked above the base substrate and reflect light from each other;
An active layer provided between the lower reflective layer and the upper reflective layer;
A current spreading layer provided between the active layer and the upper reflective layer;
The position of the lowermost surface is any position from the position of the lowermost surface of the upper reflective layer to the position of the uppermost surface of the current diffusion layer, or the position of the lowermost surface is the lowermost surface of the upper reflective layer A contact layer provided above and around the upper reflective layer,
A resonance region is formed in a region including a mesa post between the lowermost surface of the lower reflective layer and the upper reflective layer,
The absorbance of the contact layer in the resonance region corresponding to at least a portion of the lowermost surface of the upper reflective layer is rather smaller than the absorbance of the contact layer in other than the resonance region,
The surface emitting laser element in which the contact layer corresponding to at least a part of the resonance region is thinner than the contact layer outside the resonance region . 前記上側反射層と、前記電流拡散層との光学的距離が、前記面発光レーザ素子の発振波長をλとして、λ／４または３λ／４のいずれかに略等しい
請求項１に記載の面発光レーザ素子。 And the upper reflection layer, the optical distance between the current diffusion layer, the surface oscillation wavelength of the light emitting laser element as lambda, lambda / 4 or 3 [lambda] / 4 surface emitting according to substantially equal to any one of claims 1 to Laser element. 前記上側反射層の最下面と、前記下側反射層の最上面との光学的距離が前記面発光レーザ素子の発振波長をλとして、λに略等しい
請求項１または２に記載の面発光レーザ素子。 And the lowermost surface of the upper reflecting layer, the oscillation wavelength of the optical distance is the surface emitting laser element of the top surface of the lower reflective layer as lambda, a surface emitting laser according to claim 1 or 2 approximately equal to lambda element. 前記上側反射層はリッジ形状であり、
前記コンタクト層は、前記上側反射層の最下面から予め定められた高さまでの領域を囲んで設けられる
請求項１から３のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子。 The upper reflective layer has a ridge shape,
The surface emitting laser element according to any one of claims 1 to 3, wherein the contact layer is provided so as to surround a region from a lowermost surface of the upper reflective layer to a predetermined height. 前記共振領域の全体における前記コンタクト層が、前記共振領域以外における前記コンタクト層より薄い
請求項１から４のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子。 The surface emitting laser element according to claim 1, wherein the contact layer in the entire resonance region is thinner than the contact layer in a region other than the resonance region. 前記コンタクト層および前記上側反射層の間に設けられた調整層を更に備え、
前記調整層は、前記上側反射層と、前記電流拡散層との光学的距離が、前記面発光レーザ素子の発振波長をλとして、λ／４または３λ／４のいずれかに略等しくなるように設けられる
請求項５に記載の面発光レーザ素子。 An adjustment layer provided between the contact layer and the upper reflective layer;
In the adjustment layer, an optical distance between the upper reflective layer and the current diffusion layer is substantially equal to either λ / 4 or 3λ / 4, where λ is the oscillation wavelength of the surface emitting laser element. The surface emitting laser element according to claim 5, which is provided. 前記共振領域の少なくとも一部に対応する前記コンタクト層のキャリア濃度が、前記共振領域以外における前記コンタクト層のキャリア濃度より低い
請求項１から６のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子。 7. The surface-emitting laser element according to claim 1, wherein a carrier concentration of the contact layer corresponding to at least a part of the resonance region is lower than a carrier concentration of the contact layer in a region other than the resonance region. 前記共振領域の全体における前記コンタクト層のキャリア濃度が、前記共振領域以外における前記コンタクト層のキャリア濃度より低い
請求項７に記載の面発光レーザ素子。 The surface emitting laser element according to claim 7 , wherein a carrier concentration of the contact layer in the entire resonance region is lower than a carrier concentration of the contact layer in a region other than the resonance region. 前記共振領域の少なくとも一部に対応する前記コンタクト層には不純物がドープされていない
請求項６に記載の面発光レーザ素子。 The surface emitting laser element according to claim 6 , wherein the contact layer corresponding to at least a part of the resonance region is not doped with impurities. 前記コンタクト層は、前記コンタクト層の最上面および最下面の間に、前記共振領域における定在波の腹が配置されるように設けられる
請求項１から９のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子。 The surface light emission according to any one of claims 1 to 9 , wherein the contact layer is provided so that an antinode of a standing wave in the resonance region is disposed between an uppermost surface and a lowermost surface of the contact layer. Laser element. 前記上側反射層は、前記共振領域の外側における前記下側反射層の上面にも設けられる
請求項１から１０のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子。 The upper reflective layer, the surface-emitting laser element according to any one of claims 1 to 10, also provided on the upper surface of the lower reflective layer on the outside of the resonance region. 前記コンタクト層の最下面が、前記電流拡散層の最上面に接している
請求項１から１１のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子。 The surface emitting laser element according to any one of claims 1 to 11 , wherein a lowermost surface of the contact layer is in contact with an uppermost surface of the current diffusion layer. 前記上部反射層は誘電体からなり、
前記コンタクト層の下側に半導体で形成された中間反射層を更に備える
請求項１から１１のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子。 The upper reflective layer is made of a dielectric,
Surface-emitting laser element as claimed in any one of claims 1 to 11, the lower further comprising an intermediate reflective layer formed of a semiconductor of the contact layer. 基材と、
請求項１から１３のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子が、前記基材に一次元または二次元のアレイ状に設けられたレーザ素子アレイ。 A substrate;
A laser element array, wherein the surface emitting laser element according to any one of claims 1 to 13 is provided on the base material in a one-dimensional or two-dimensional array. 請求項１から１３のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子と、
前記面発光レーザ素子に印加する電圧を制御する制御回路と
を備える光源。 A surface-emitting laser element according to any one of claims 1 to 13 ,
A light source comprising: a control circuit that controls a voltage applied to the surface-emitting laser element. 請求項１から１３のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子と、
前記面発光レーザ素子が出力するレーザ光を伝搬する光導波路と、
前記面発光レーザ素子及び前記光導波路を光学的に結合する光結合部と
を備える光モジュール。 A surface-emitting laser element according to any one of claims 1 to 13 ,
An optical waveguide for propagating laser light output from the surface-emitting laser element;
An optical module comprising: the surface-emitting laser element; and an optical coupling unit that optically couples the optical waveguide.
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